【摘要】 结果表明，增材制造的马氏体时效钢的溶解导致了具有新角度晶界的更均匀的微观结构。

马氏体时效钢是一种高合金钢，对时效热处理过程中过饱和固溶体中金属间化合物的析出敏感。进行了许多研究来表征这种材料，通常需要进行许多透射显微镜样品制备，这是非常费力的，而且很少进行 EBSD 分析。因此，使用电子背散射衍射 (EBSD) 进行了大量研究，通过能带对比度、核平均取向误差 (KAM)、晶粒取向扩展 (GOS)和取向误差分布来分析马氏体时效微观结构。

 

结果表明，增材制造的马氏体时效钢的溶解导致了具有新角度晶界的更均匀的微观结构。此外，回火热处理可减轻马氏体应变，增加带对比度值。后老化对EBSD分析结果影响较小。

 

激光增材制造 (LAM) 可以通过从3D CAD 文件逐层添加进行构建 [1]，具有高生产率、可持续性、灵活性和低材料浪费。通过电子背散射衍射（EBSD），可以进行晶界类型和取向错误的观察和量化、微观结构分析以及局部取向的能量估计[2,3]。

 

对增材制造的马氏体时效钢应用 EBSD 分析，可以评估晶粒和亚晶界分布、管边界中心扩散、杂质原子偏析和奥氏体回复。PBF-L 18Ni 钢经过了多次热处理。主要通过 EBSD 分析样品，以评估固溶、回火和时效热处理后的微观结构演变。根据 EBSD 处理的数据建立了与形态、相形成和残余应力的相关性。

 

得出结论，取向差直方图显示，固溶状态呈现出低角度晶界（即晶间或马氏体板条内）的增加，同时 HAGB 频率降低，这可以解释为比竣工条件更大的晶粒尺寸。LAGB 的增加是由于新马氏体的形成，从而产生新的位错。此外，极图显示与建筑方向对齐的 100 纹理减少，而且回火导致 LAGB 减少。

 

固溶热处理不能消除取向差的双峰组织，因为马氏体时效钢中的LAGB无法消除。这是由于高合金阻止了铁素体形成并总是导致马氏体反应。因此，新鲜马氏体将导致变形和位错形成，导致与回火、时效或竣工条件相比 LAGB 增加。

 

固溶热处理导致能带对比度（图像质量）增加并降低GOS值，揭示了显微结构总能量减少的趋势。这是由于固溶过程中的恢复和再结晶导致晶粒尺寸增加，即使冷却后形成新的马氏体并产生新的位错，从而增加 LAGB。

 

竣工过程包括多层沉积，然后逐层融合和凝固。加热和冷却循环对先前的熔合层产生循环热处理效果，起到回火热处理的作用。制作样品后，散装材料发现自己处于回火状态，呈现出较低的 LAGB。

 

此外，PBF-L工艺导致形成具有细小晶粒的微观结构，在取向差直方图中呈现出高频率的HAGB。回火和时效热处理将促进相同的效果。此外，竣工工艺通过凝固过程中的外延生长产生强烈的 100 奥氏体平面织构。

 

[1] R. Singh, S. Singh, Additive Manufacturing: an overview, in: Reference Module in Materials Science and Materials Engineering, 2017, pp. 1–12, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.04165-5.

[2] Z. Chen, Y. Yang, H. Jiao, Some applications of Electron Back scattering diffraction (EBSD) in materials research, Scan. Electron Microsc. (2012), https://doi.org/10.5772/35267.

[3] A.J. Schwartz, M. Kumar, B.L. Adams, Electron Backscatter Diffraction in Materials Science, Springer US, Boston, MA, 2000, https://doi.org/10.1007/978-1-4757-3205-4.

 

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